大学分子生物学经典课件7、微生物的生长.ppt

1、第六章微生物生长和生长繁殖的概念：生长：指所有化学成分(蛋白质、核酸等)的有规律、平衡和不可逆的生长(增加)。)在细胞中生长，并且当体积增加时发生生长(个体生长)。繁殖：增加细胞数量和个体数量的生物学过程。增长是一个量化的过程，是再生产的基础。再生产是一个质变过程，是增长的结果。单细胞生物的生长和繁殖之间的关系非常密切。例如，从细菌的形态变化可以观察到细菌的繁殖。首先，它的细胞物质增加，然后细胞伸展，同时形成隔膜和两个子细胞。在这个过程中，生长和繁殖是不可分割的。如果不考虑它的繁殖，我们就无法衡量它的个体成长。因此，所谓的细胞生长实际上是以群体细胞数量的增加为标志的，即整个物质的增加。在多细胞

2、生物中，如果细胞数量的增加不伴随着个体数量的增加，那就只能称之为生长，包括菌丝的延伸等。形成有性和无性孢子的过程被称为繁殖。微生物种群增长：分批培养，研究微生物生长规律的基本方法；连续培养，以恒定的特定生长率，保持在恒定的生长阶段。在群体生长的每个阶段中生理特征的表达是群体的平均指数，不可能每个个体微生物都处于相同的生理状态或相同的生长阶段。第一部分是微生物的个体生长，第一部分是细胞结构的复制(合成)，第一部分是染色体复制，它是DNA的载体。对细菌来说，染色体实际上是脱氧核糖核酸，而脱氧核糖核酸是在生长过程中通过半保守复制完成的。(2)细胞壁的扩张在细胞生长过程中，由于细胞壁的扩张，细胞体积增

3、加。使用荧光免疫分析，发现有两种类型的细胞壁生长：(1)在芽孢杆菌的生长过程中，新合成的肽聚糖不是在一个位置而是在多个位置插入细胞壁，从而新的和旧的细胞壁间隔分布；(2)球菌新合成的肽聚糖被固定并插入赤道板附近，导致新旧细胞壁明显分离，原始细胞壁被推向两端。(3)核糖体生物合成核糖体重建包括三个过程：rRNA合成、蛋白质合成和rRNA上的蛋白质组装。例子：大肠杆菌核糖体重建。野村正泰用纯化的核糖体rRNA和蛋白质分子成功地重建了大肠杆菌核糖体。最重要的发现是30S粒子的组装，它只需要16S rRNA分子和21个S型蛋白质。重构的粒子具有自然粒子的所有生物学功能。50S粒子的情况与30s粒子相同

4、，所以体内核糖体的形成是一个自组装的过程。核糖核酸和蛋白质的相互作用是一种高度特异的作用。这个过程在真核细胞中要复杂得多。(4)线粒体生物发生线粒体是指细胞中的线粒体如何生成新的线粒体。有两种方法。一是细胞中最初存在的线粒体的生长和分裂；另一种是类似酵母萌发的分裂方式。(5)细胞膜扩张的研究细胞膜扩张的方法是研究原始细胞膜的分布，然后确定新扩张的位置。通过突变株的培养，确定了细胞膜的扩增位置，阴影部分为原始细胞膜。随着分裂次数的增加，子细胞中原始细胞膜的数量越来越少。细胞分裂：各种细胞物质的膨胀导致细菌细胞的分裂。细菌细胞分裂一般处于中间性位置，从壁和膜的凹陷处开始，最后形成两个新细胞。(6)

5、鞭毛的形成鞭毛亚单位在细胞中合成并储存在细胞中，然后通过鞭毛中间的通道逐渐运输到鞭毛的末端进行组装，使鞭毛可以延伸到正常长度。同位素标记和抗原抗体反应可以证实。随着长度的增加，速度变慢(输送距离)。真核生物的鞭毛亚单位在细胞中合成，然后组装细胞分裂的控制为什么细胞分裂可以开始？一种假设是对数期细胞的成分合成继续呈指数增长，这使得扩散变得困难，并且有利于一些外部反应，例如细胞壁合成，这使得细胞分裂成两个新的细胞。细胞分裂的另一个原因与细胞中大分子变化的连续序列有关。尤其是脱氧核糖核酸的合成，因为细胞分裂总是发生在脱氧核糖核酸复制完成之后，而脱氧核糖核酸复制在一定程度上决定了细胞分裂。(1)分批培

6、养的概念和特征(1)将少量细菌接种到液体培养基中，在合适的条件下培养，生长和繁殖，在生长期间不补充营养和去除代谢物，在这种封闭系统中的生长称为分批培养。特点：微生物生活的环境是不断变化的，这使得研究微生物在不同环境中的菌落生长规律变得方便和简单。(2)将微生物菌生长曲线接种到定量液体培养基中，定期取样测定细胞数。以培养时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，绘制出反映整个培养期间细菌数量变化规律的曲线。典型的生长曲线呈S形，反映了微生物从生长开始到衰退的整个动态过程中的数量和生理变化。一条典型的生长曲线至少可以分为四个生长期，即缓慢生长期、对数生长期、稳定生长期和衰退生长期。1.缓慢期也称停滞期，适应

7、期的原因如下：微生物被接种到新的环境中，暂时缺乏分解和催化相关底物的酶，或缺乏足够的中间代谢物等。为了产生诱导型酶或合成中间代谢物，需要一个适应期。2.对数生长期以最大速度增长和分裂，细菌数量以对数增长，细菌中的成分按比例有规律地增长，表现出均衡的增长。3.细菌在稳定期的繁殖和死亡数量基本相等，达到动态平衡。营养素已经成为限制因素。4.衰退期死亡人数大大超过繁殖速度，死亡率达到最大值。在不同条件下，生长曲线的形状有所不同，但一般形式是相似的。(2)同步培养群体细胞同时处于同一生长阶段的培养称为同步培养，获得的培养为同步培养，是研究微生物细胞生理活性的理想材料。同步培养的方法如下：(1)物理方法

8、，根据细菌的大小，用分区密度梯度离心或过滤或从固体载体上洗脱新的分裂细胞进行培养；(2)控制环境条件(温度、化学药物等)的诱导方法。)。在这两种方法中，诱导法可能引起与正常细胞周期不同的周期变化，因此不如选择法，特别是在生理学研究中。硝化纤维过滤法、密度梯度离心法、诱导法：例如，当胸腺嘧啶停止时，DNA合成立即停止，但RNA和蛋白质的合成速率不受影响。加入胸腺嘧啶30分钟后，脱氧核糖核酸合成立即恢复。结果，几乎所有细胞在35-40分钟的延迟期后分裂，并且可以获得同步培养。连续培养的概念和方法在微生物培养过程中，不断补充新鲜无菌培养基，培养液均匀排放，避免代谢物的积累，保持对数生长期。浊度仪和恒化器的比较，第三节影响微生物生长的主要因素，包括营养物质、水分活度、温度、酸碱度和氧气。1.温度根据微生物生长的最适温度，微生物可分为五种不同的类型：嗜冷型、兼性嗜冷型、嗜热型、嗜热型和嗜热型。2，酸碱度，加入碱或氮源；改善通风并添加酸或碳源；降低通风率，1。影响细菌破坏细菌中结构物质的原因；影响营养物质的电离程度。3.氧，兼性厌氧菌(主要是呼吸和厌氧呼吸)，1。微生物与氧气的关系，微需氧细菌(0.010.03巴)，耐氧细菌(没有氧气，只有发酵能力，